表面贴装的散热面积估算和注意事项

电子设备中半导体元器件的热设计

本文的关键要点

・如果将会发热的IC安装得过于密集,就会发生热干扰并导致温度升高。

・根据所容许的最大TJ求得所需的θJA,并估算其所需的散热面积。

到目前为止,我们已经介绍过使用热阻和热特性参数来估算TJ的方法。本文将介绍在表面贴装应用中,如何估算散热面积以确保符合TJ max,以及与热相关的元器件布局注意事项。

元器件配置与热干扰

随着近年来对小型化的需求日益高涨,对电路板也提出了要尽可能小的要求,使元器件的安装密度趋于增高。但是,对于发热的元器件来说(在这里是指IC),需要将电路板当作散热器,因此也就需要一定的面积来散热。如果不能确保相应的面积,就会导致热阻升高,发热量增加。此外,如果发热的IC彼此靠近安装,它们产生的热量会相互干扰并导致温度升高。

下图就是表面贴装IC的散热路径和发热IC密集安装时的散热情况示意图。

IC产生的热量沿水平方向(面积)和垂直方向(电路板厚度)传导并消散。但是如果将IC安装得很密集,特别是水平方向的热量会互相干扰,热量很难散发出来,因此最终会导致温度升高。

散热所需的电路板面积估算

在表面贴装应用中,为了获得IC能够确保符合TJ max的热阻,就需要有与其相应的散热面积。此外,避免热干扰也很重要。下图是防止热干扰所需的间距示意图。至少在满足这一点后,再根据θJA与铜箔面积的关系图估算所需的散热面积。

如图所示,至少需要IC端面到板面的45°直线不干涉的间距。接下来,求使用条件下所需的θJA

条件示例:IC功耗=1W,最高环境温度TA(HT)=85℃,最大容许TJ值=140℃

从右图中可以看出,要想使θJA为55℃/W,需要500mm2以上的铜箔面积。

就是这样通过确保避免热干扰的间隔和所需的散热面积,来考虑最终的IC布局。

相关文章

  1. TD1_16_f05

    表面温度测量:热电偶的影响

TECH INFO

  • 重点必看
  • 技术分享
  • Arduino入门指南

基础知识

  • Si功率元器件
  • IGBT功率元器件
  • 热设计
  • 仿真
  • 开关噪声-EMC
  • AC/DC
  • DC/DC
  • 电机
  • 传递函数

工程技巧


PICK UP!

  1. 刘铭
  2. ROHM开发出业界先进的第4代低导通电阻
PAGE TOP